Python机器学习（六十三）SciPy 信号处理

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• 重新采样
• 去除趋势
• 滤波
• 频谱分析

 

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scipy.signal模块专门用于信号处理。

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重新采样

scipy.signal.resample()函数使用FFT将信号重采样成n个点。

示例

import numpy as np

t = np.linspace(0, 5, 100)
x = np.sin(t)

from scipy import signal
x_resampled = signal.resample(x, 25)

import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot(t, x)
plt.plot(t[::4], x_resampled, 'ko')

# plt.savefig('./sig1-1.png') # 保存要显示的图片
plt.show()

输出

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去除趋势

scipy.signal.detrend()函数从信号中去除线性趋势。

示例

import numpy as np

t = np.linspace(0, 5, 100)
x = t + np.random.normal(size=100)

from scipy import signal
x_detrended = signal.detrend(x)

import matplotlib.pyplot as plt
plt.plot(t, x) 
plt.plot(t, x_detrended) 

# plt.savefig('./sig2-1.png') # 保存要显示的图片
plt.show()

输出

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滤波

对于非线性滤波，scipy.signal模块中提供了中值滤波scipy.signal.medfilt(), 维纳滤波scipy.signal.wiener()。滤波的使用，可参考图像处理章节，不再赘述。

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频谱分析

• scipy.signal.spectrogram() 计算连续时间窗上的频谱图
• scipy.signal.welch() 计算功率谱密度(PSD)